RU2633431C2 - Unmanned robot for mapping yielding capacity - Google Patents

Unmanned robot for mapping yielding capacity Download PDF

Info

Publication number
RU2633431C2
RU2633431C2 RU2016107415A RU2016107415A RU2633431C2 RU 2633431 C2 RU2633431 C2 RU 2633431C2 RU 2016107415 A RU2016107415 A RU 2016107415A RU 2016107415 A RU2016107415 A RU 2016107415A RU 2633431 C2 RU2633431 C2 RU 2633431C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mapping
module
unmanned robot
yielding capacity
frame
Prior art date
Application number
RU2016107415A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016107415A (en
Inventor
Андрей Юрьевич Измайлов
Игорь Геннадьевич Смирнов
Дмитрий Олегович Хорт
Ростислав Александрович Филиппов
Алексей Игоревич Кутырёв
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Priority to RU2016107415A priority Critical patent/RU2633431C2/en
Publication of RU2016107415A publication Critical patent/RU2016107415A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2633431C2 publication Critical patent/RU2633431C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J1/00Manipulators positioned in space by hand
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01BSOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B51/00Undercarriages specially adapted for mounting-on various kinds of agricultural tools or apparatus
    • A01B51/02Undercarriages specially adapted for mounting-on various kinds of agricultural tools or apparatus propelled by a motor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C11/00Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Harvester Elements (AREA)
  • Guiding Agricultural Machines (AREA)

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: unmanned robot with a module for mapping yielding capacity contains a frame, wheels, a control and navigation system with control and measuring devices, a power system, a technology adapter with a module for mapping yielding capacity and an on-board computer. It is equipped with an adapter and a module for mapping yielding capacity installed on the frame.
EFFECT: increased labour productivity, reduced costs and increased yielding capacity.
3 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к техническим средствам, для мониторинга и составления электронных карт урожайности.The invention relates to agricultural machinery, namely, technical means for monitoring and compiling electronic productivity maps.

Известен беспилотный робот Hortibot, (http://www.technologyreview.com/news/408225/robotic-farmer/), состоящий из рамы, управляемых колес, системы управления и навигации с контрольно измерительными приборами, системы питания, который обеспечивает выполнение широкого спектра работ. Он оснащается различными технологическими модулями: опрыскиватель-гербицидник, рыхлитель пропольщик, косилка.The famous unmanned robot Hortibot, (http://www.technologyreview.com/news/408225/robotic-farmer/), consisting of a frame, steered wheels, a control and navigation system with instrumentation, a power system that provides a wide range of works. It is equipped with various technological modules: sprayer-herbicide, cultivator weedler, mower.

Недостатком известного робототехнического устройства является то, что оно предназначено только для обработки растений, не имеет возможности картирования урожайности.A disadvantage of the known robotic device is that it is intended only for processing plants, it does not have the ability to map yield.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному беспилотному роботу является робототехническое средство BoniRob Amazone-Werke (http://go.amazone.de/?lang=l&news=26), включающее раму, управляемые колеса, систему управления и навигации с контрольно измерительными приборами и систему питания, систему технического зрения. Система технического зрения способна различать сорняки от полезных культур по форме листьев, которые затем удаляются механическим способом.The closest in technical essence to the declared unmanned robot is the BoniRob Amazone-Werke robotic tool (http://go.amazone.de/?lang=l&news=26), including a frame, steered wheels, a control and navigation system with control and measuring devices and power system, vision system. The vision system is able to distinguish weeds from beneficial crops by leaf shape, which are then removed mechanically.

Недостатком известного устройства является то, что оно не оснащено оборудованием для картирования урожайности.A disadvantage of the known device is that it is not equipped with equipment for mapping yield.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение производительности труда, сокращение расходов, повышение урожайности.The technical task of the invention is to increase labor productivity, reduce costs, increase productivity.

Поставленная техническая задача достигается тем, что беспилотный робот для картирования урожайности, включающий раму, управляемые колеса, систему управления и навигации с контрольно измерительными приборами, систему питания, бортовой компьютер, систему технического зрения, согласно изобретению, снабжен установленными на раме адаптером и модулем для картирования урожайности с системой мультиспектральных, стереоскопических и тепловизионных камер, установленных на нем.The technical task is achieved in that an unmanned robot for mapping productivity, including a frame, steered wheels, a control and navigation system with instrumentation, a power system, an on-board computer, a vision system, according to the invention, is equipped with an adapter and a module for mapping mounted on the frame yields with a system of multispectral, stereoscopic and thermal imaging cameras installed on it.

Повышение урожайности, повышение производительности труда и сокращение расходов достигается путем использования системы мультиспектральных, стереоскопических и тепловизионных камер, установленных на модуле для картирования урожайности, которые в автоматическом режиме, во время движения получают данные о состоянии растений, степени зрелости урожая, наличии болезней и передают их для составления электронных карт.Increasing productivity, increasing labor productivity and reducing costs is achieved by using a system of multispectral, stereoscopic and thermal imaging cameras installed on the module for mapping yields, which automatically, during movement, receive data on the state of plants, the degree of maturity of the crop, the presence of diseases and transmit them for compiling electronic maps.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 схематично представлен беспилотный робот для картирования урожайности, диметрия; на фиг. 2 - то же, вид сверху; а на фиг. 3 - то же, вид сбоку.In FIG. 1 schematically shows an unmanned robot for mapping productivity, dimetry; in FIG. 2 - the same, top view; and in FIG. 3 is the same side view.

Беспилотный робот с модулем для картирования урожайности состоит из рамы 1, колес 2, системы управления и навигации 3 с контрольно измерительными приборами, системы питания 4, технологического адаптера 5 с модулем 6 для картирования урожайности, бортового компьютера 7.An unmanned robot with a module for mapping productivity consists of a frame 1, wheels 2, a control and navigation system 3 with control and measuring devices, a power system 4, a technological adapter 5 with module 6 for mapping yield, an on-board computer 7.

Технологический адаптер 5 с модулем 6 для картирования урожайности имеет возможность автоматически адаптироваться под высоту растения, с помощью системы технического зрения 8 и электрического цилиндра 9 (актуатор) адаптера. Корректировка высоты расположения модуля 6 проходит путем автоматического выдвижения электрического цилиндра 9 адаптера. Модуль для картирования урожайности включает в себя систему мультиспектральных, стереоскопических и тепловизионных камер 10, которые создают карту состояния растений, степени зрелости и объема урожая.Technological adapter 5 with module 6 for mapping yield has the ability to automatically adapt to the height of the plant, using the vision system 8 and the electric cylinder 9 (actuator) of the adapter. The adjustment of the height of the module 6 is carried out by automatically extending the electric cylinder 9 of the adapter. The module for mapping yield includes a system of multispectral, stereoscopic and thermal imaging cameras 10, which create a map of the state of plants, the degree of maturity and volume of the crop.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Беспилотный робот заезжает в рядки растений, в автоматическом режиме, с помощью системы технического зрения 8 и технологического адаптера 5 подстраивает высоту модуля 6 для картирования урожайности под высоту растительности. Модуль картирования урожайности делает снимки урожая мультиспектральными, стереоскопическими и тепловизионными камерами. Каждый снимок обладает набором цифровых параметров - географическими координатами, высотой съемки, углом экспонирования и телеметрическими данными, которые загружаются в ГИС-систему. Приемник сигналов GPS со спутниковой группировки в реальном времени привязывает цифровые параметры, показания модуля картирования к электронной карте. В результате получается цифровая карта урожайности, которая включает данные со всего участка, а обобщенные фотографии создают набор карт состояния растений, степени зрелости и объема урожая ягодников и плодовых насаждений.An unmanned robot enters the rows of plants in automatic mode, using the technical vision system 8 and technological adapter 5, adjusts the height of module 6 for mapping yield to the height of the vegetation. The yield mapping module makes crop images multispectral, stereoscopic and thermal imaging cameras. Each image has a set of digital parameters - geographic coordinates, shooting height, exposure angle and telemetry data that are loaded into the GIS system. The receiver of GPS signals from the satellite constellation in real time associates digital parameters, the readings of the mapping module to an electronic map. The result is a digital yield map, which includes data from the entire plot, and generalized photographs create a set of maps of the state of plants, the degree of maturity and yield of the berry and fruit stands.

Оператор имеет возможность наблюдать за процессом картирования и при необходимости подкорректировать работу беспилотного робота при помощи пульта дистанционного управления. Для удаленного выбора маршрута, режима работы технологического адаптера 5 с модулем 6 для картирования на раме 1 расположен бортовой компьютер 7.The operator has the opportunity to monitor the mapping process and, if necessary, adjust the operation of the unmanned robot using the remote control. For remote route selection, the operation mode of the technological adapter 5 with module 6 for mapping, an on-board computer 7 is located on frame 1.

Применение заявленного беспилотного робота обеспечит повышение производительности труда, сокращение расходов, повышение урожайности (за счет своевременного реагирования на падение урожайности на нужном участке садов, плодовых насаждений, выявления заболеваний растений, погибших культур и определение дозы удобрений и средств защиты растений для дифференциального внесения на будущий сезон), позволит сэкономить трудовые затраты на 15-25%.The use of the declared unmanned robot will increase labor productivity, reduce costs, increase productivity (due to timely response to a drop in yield on the desired plot of orchards, fruit plantations, identify plant diseases, dead crops and determine the dose of fertilizers and plant protection products for differential application for the next season ), will save labor costs by 15-25%.

Claims (1)

Беспилотный робот для картирования урожайности растений, характеризующийся тем, что он содержит раму с управляемыми колесами, систему управления и навигации с контрольно-измерительными приборами, бортовой компьютер, системы питания и технического зрения и установленный на раме модуль для картирования урожайности с системой мультиспектральных, стереоскопических и тепловизионных камер и с технологическим адаптером для корректировки высоты расположения модуля в зависимости от высоты растений с помощью упомянутой системы технического зрения.An unmanned robot for mapping plant yields, characterized in that it contains a frame with steered wheels, a control and navigation system with instrumentation, an on-board computer, power and vision systems and a module mounted on the frame for mapping yields with a multispectral, stereoscopic and thermal imaging cameras and with a technological adapter for adjusting the height of the module depending on the height of plants using the above-mentioned system of technical view.
RU2016107415A 2016-03-01 2016-03-01 Unmanned robot for mapping yielding capacity RU2633431C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016107415A RU2633431C2 (en) 2016-03-01 2016-03-01 Unmanned robot for mapping yielding capacity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016107415A RU2633431C2 (en) 2016-03-01 2016-03-01 Unmanned robot for mapping yielding capacity

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016107415A RU2016107415A (en) 2017-09-04
RU2633431C2 true RU2633431C2 (en) 2017-10-12

Family

ID=59798829

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016107415A RU2633431C2 (en) 2016-03-01 2016-03-01 Unmanned robot for mapping yielding capacity

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2633431C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3103128A1 (en) 2019-11-19 2021-05-21 Meropy Autonomous robot

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2289900C1 (en) * 2005-05-27 2006-12-27 Александр Иванович Кузнецов Agronomic commercial unit
WO2007015447A1 (en) * 2005-08-04 2007-02-08 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Unmanned helicopter
RU2010147394A (en) * 2010-11-19 2012-05-27 ООО "Битроника" (RU) ROBOT MOBILE AND MOBILE ROBOTECHNICAL COMPLEX ON ITS BASIS (OPTIONS)
RU2477037C2 (en) * 2011-06-01 2013-03-10 Аслан Узеирович Заммоев Automated complex of devices to handle plantation of plants and method of handling plantation of plants

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2289900C1 (en) * 2005-05-27 2006-12-27 Александр Иванович Кузнецов Agronomic commercial unit
WO2007015447A1 (en) * 2005-08-04 2007-02-08 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Unmanned helicopter
RU2010147394A (en) * 2010-11-19 2012-05-27 ООО "Битроника" (RU) ROBOT MOBILE AND MOBILE ROBOTECHNICAL COMPLEX ON ITS BASIS (OPTIONS)
RU2477037C2 (en) * 2011-06-01 2013-03-10 Аслан Узеирович Заммоев Automated complex of devices to handle plantation of plants and method of handling plantation of plants

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3103128A1 (en) 2019-11-19 2021-05-21 Meropy Autonomous robot
WO2021099705A1 (en) 2019-11-19 2021-05-27 Meropy Autonomous robot

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016107415A (en) 2017-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10721859B2 (en) Monitoring and control implement for crop improvement
US10255670B1 (en) Image sensor and module for agricultural crop improvement
Aravind et al. Task-based agricultural mobile robots in arable farming: A review
US11050979B2 (en) Systems and methods for agricultural monitoring
RU2771097C2 (en) Agricultural working machine
WO2020140491A1 (en) Automatic driving system for grain processing, and automatic driving method and path planning method therefor
US11280608B1 (en) UAV above ground level determination for precision agriculture
US20140021267A1 (en) System and method for crop thinning with fertilizer
Pedersen et al. Robotic seeding: Economic perspectives
Shanmugam et al. Automated weed detection systems: A review
CA3125700C (en) Automatic driving system for grain processing, automatic driving method and automatic identification method
RU2633431C2 (en) Unmanned robot for mapping yielding capacity
Jasiński et al. Autonomous Agricultural Robot–Testing of the Vision System for Plants/Weed Classification
RU169363U1 (en) Unmanned crop monitoring robot
Sener et al. Monitoring of irrigation schemes by using thermal camera mounted UAVs
Feng et al. Cotton yield estimation based on plant height from UAV-based imagery data
Grimstad et al. Thorvald II configuration for wheat phenotyping
Rains et al. Steps towards an autonomous field scout and sampling system
Hutsol et al. Robotic technologies in horticulture: analysis and implementation prospects
Nasir et al. Use of Greendrone UAS system for maize crop monitoring
RO132289B1 (en) System for automatically guiding agricultural equipments
Redbond Robots-the future of agriculture
Rosenberg et al. Irrigation control in cotton fields using ground thermal imaging
Matholiya et al. Automatic guidance systems in agricultural autonomous robotic machine: a review
US20210185882A1 (en) Use Of Aerial Imagery For Vehicle Path Guidance And Associated Devices, Systems, And Methods

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180302